昆明潤洋重型機(jī)械制造有限公司

 粗細(xì)骨料砂石的總體積約占混凝土總體積的70%～80%。按照每方混凝土中平均0.3噸水泥來估算，中國年產(chǎn)混凝土就是64億m3，不難計(jì)算年耗用砂石骨料就是約48億m3，按照質(zhì)量計(jì)算就是每年需要消耗砂石130億噸，其中砂大約是60億噸左右，碎石70億噸左右。混凝土用砂石加上砂漿用砂，全國砂石行業(yè)骨料年產(chǎn)值大約在4000億～6000億之間。根據(jù)我國中長期經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、中西部地區(qū)的鐵路建設(shè)和城鎮(zhèn)化建設(shè)，預(yù)計(jì)20年內(nèi)，水泥混凝土的高使用量還將持續(xù)，巨大的市場需求，使國內(nèi)天然砂資源逐年減少，市場供應(yīng)不足，價(jià)格飛漲，機(jī)制砂行業(yè)已迎來飛速發(fā)展期。目前，機(jī)制砂在河南、山東、重慶、四川、貴州及福建等部分地區(qū)已經(jīng)得到較廣泛的應(yīng)用。
01目前機(jī)制砂的缺點(diǎn)
從高性能混凝土對(duì)骨料的技術(shù)指標(biāo)要求來看，目前市場上的部分機(jī)制砂，仍然有些缺點(diǎn)必須要克服，才可以更好地利用到高性能混凝土中：
（1）機(jī)制砂的顆粒粒型一定要經(jīng)過整形，提高顆粒球形度；
（2）降低機(jī)制砂中的含泥量。試驗(yàn)表明：機(jī)制砂中的石粉對(duì)混凝土外加劑作用的影響比較有限，石粉對(duì)混凝土的需水量增加影響也不大，但是機(jī)制砂中的含泥量（粘土含量）對(duì)混凝土外加劑特別是聚羧酸類外加劑作用影響很明顯，這就要求在破碎粗骨料之前，要嚴(yán)格控制粗骨料中的含泥量（主要是粘土含量和泥塊含量）；
（3）機(jī)制砂顆粒偏粗，顆粒級(jí)配不能滿足泵送大流動(dòng)混凝土的技術(shù)要求，采取的土辦法就是混合搭配，機(jī)制砂和天然砂（主要是細(xì)砂）搭配使用。
工程實(shí)踐表明：細(xì)骨料宜選用中砂，粒徑小于0.315mm的顆粒（這里主要指的是細(xì)砂而不是石粉）所占的比例宜為15%～20%才可以滿足大流動(dòng)泵送混凝土的要求。目前，單一的機(jī)制砂很難滿足高性能混凝土對(duì)細(xì)骨料的技術(shù)要求，特別是對(duì)含泥量和用水量敏感度較高聚羧酸外加劑的使用，對(duì)細(xì)骨料機(jī)制砂的質(zhì)量要求更高，否則，很容易出現(xiàn)混凝土的離析、泌水，混凝土粘聚性差，可泵型差，經(jīng)常會(huì)造成混凝土的堵管，混凝土強(qiáng)度離散性大，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量，甚至發(fā)生工程質(zhì)量事故。目前，混合砂，也就是機(jī)制砂和天然細(xì)砂的混合搭配使用，已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)同和工程應(yīng)用。
02黃河面砂
中央電視臺(tái)曾經(jīng)報(bào)道過“黃河面砂”問題。其實(shí)只要使用得當(dāng)，完全可以采用機(jī)制砂加黃河面砂來生產(chǎn)混凝土。按照比例，科學(xué)合理搭配，不僅建筑物質(zhì)量有保證，而且可以順利泵送施工，只要黃河面砂的含泥量控制在合理范圍，混凝土裂縫不會(huì)因?yàn)槭褂命S河面砂而增加。
采用黃河面砂和當(dāng)?shù)氐臋C(jī)制砂按照比例合理搭配來生產(chǎn)預(yù)拌混凝土還是可行的，混凝土施工和耐久性也完全可以得到保證。當(dāng)然，你全部用黃河面砂來生產(chǎn)預(yù)拌混凝土，那當(dāng)然不可，砂子太細(xì)，需水變大，混凝土收縮也變大，導(dǎo)致混凝土裂縫增加，會(huì)對(duì)建筑工程質(zhì)量造成危害?？梢哉f，目前商品混凝土公司的總工或者實(shí)驗(yàn)室主任都是具有工程師職稱的專業(yè)技術(shù)人員，配制生產(chǎn)各強(qiáng)度等級(jí)的泵送混凝土對(duì)粗細(xì)骨料的技術(shù)要求他們是清楚的，相信他們采用機(jī)制砂和“滿足含泥量要求的黃河面砂”合理搭配使用，混凝土工程質(zhì)量是有保證的。
曾經(jīng)到過若干鄭州商品混凝土公司考察，也親自試拌了機(jī)制砂和黃河面砂搭配使用的商品混凝土，混凝土出料和易性、可泵性較好，但坍落度經(jīng)時(shí)損失問題如果不增加混凝土外加劑的摻量，仍然難以解決，主要問題還是機(jī)制砂的顆粒球形度不高，對(duì)混凝土坍損影響較大。
03顆粒球形度是關(guān)鍵
設(shè)骨料顆粒自然體積為Vg，緊密包裹粗骨料顆粒的球的體積為Vb，顆粒體積Vg與球體積Vb之比為骨料顆粒球形度或者叫圓形度﹠，﹠=Vg/Vb，0＜﹠＜1，﹠值越大，顆粒形狀越接近球體，反之則顆粒形狀越接近不規(guī)則多棱體或針片狀體。天然的球形砂和市場上的部分多棱體機(jī)制砂在混凝土中的性能表現(xiàn)，業(yè)內(nèi)同行專家做了大量對(duì)比試驗(yàn)。細(xì)骨料品質(zhì)對(duì)混凝土拌合物的工作性能及硬化混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性能均具有重要影響，其中細(xì)骨料顆粒粒形及表面組織是影響混凝土拌合物需水量的重要因素。
溫喜廉等利用數(shù)字圖形處理技術(shù)、顯微鏡和掃描電鏡研究了細(xì)骨料海砂、河砂、機(jī)制砂和尾砂的顆粒形貌特征及微觀結(jié)構(gòu)，從各細(xì)骨料粒級(jí)0.16～5mm的圓度看，機(jī)制砂圓度最小，其次是尾砂，海砂與天然河砂表面組織相近，顆粒圓滑，棱角少，表面較為平整。而機(jī)制砂和尾砂棱角大，表面粗糙，有利于提高膠砂抗折強(qiáng)度。機(jī)制砂的粒形特點(diǎn)使其有利于與水泥的粘結(jié)，但是對(duì)混凝土的和易性不利，用水量較大，易使低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土泌水、離析。采用球形度較好的機(jī)制砂，達(dá)到相同坍落度所需要的漿體量較少，可以降低混凝土成本。
總之，機(jī)制砂的顆粒形狀對(duì)其緊密堆積存在重要影響，實(shí)際在混凝土工程應(yīng)用中人們更加期望其獲得類似球形的顆粒，這樣它們不僅有利于緊密堆積，更有利于混凝土工作性能的發(fā)揮，特別是對(duì)混凝土的初始流動(dòng)能力和經(jīng)時(shí)坍落度損失速率的影響方面，類似球形顆粒的粗細(xì)骨料更可以發(fā)揮漿體和骨料的聯(lián)動(dòng)滾動(dòng)效應(yīng)。
目前，針對(duì)商品混凝土攪拌站生產(chǎn)的泵送大坍落度混凝土來說，離開機(jī)制砂混凝土的良好工作性（和易性）而談機(jī)制砂對(duì)混凝土的增強(qiáng)作用，沒有多少意義。而針對(duì)水工大壩混凝土，由于其施工混凝土坍落度較小，幾乎不存在泵送施工問題，對(duì)機(jī)制砂的球形度可能要求不需要太高，但水工大壩混凝土同樣對(duì)混凝土的和易性有較高要求，這樣對(duì)混凝土外加劑就會(huì)要求更苛刻。
同樣，針對(duì)粗骨料的碎石，減少針片狀顆粒含量，減少不規(guī)則的多棱體含量，提高碎石顆粒的球形度也具有重要意義，它對(duì)提高混凝土的流動(dòng)性和流動(dòng)性保持能力有利；對(duì)比碎石針片狀、不規(guī)則多棱體含量高的混凝土，人們可以適當(dāng)降低砂率，減少單方混凝土用水量，降低了混凝土成本；碎石顆粒的球形度增加，有利于工地現(xiàn)場振搗施工，碎石顆粒在混凝土中分布均勻，可以減少混凝土的收縮裂縫。
04需要給機(jī)制砂“整形”
很久以來，人們都使用天然砂來拌制生產(chǎn)混凝土，對(duì)砂石骨料的顆粒級(jí)配、粒型、表面特征、針片狀顆粒含量、空隙率等沒有引起足夠的重視，然而隨著天然砂資源的枯竭，人工機(jī)制砂面世進(jìn)入混凝土生產(chǎn)市場，起初也帶來了很多問題，主要原因就是機(jī)制砂的顆粒球形度差，顆粒外形粗糙，為多棱，部分顆粒尖銳多棱角，細(xì)度模數(shù)偏高，級(jí)配不合理，含泥量高。目前，廣大的混凝土科技工作者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了這個(gè)問題的迫切性，機(jī)制砂石設(shè)備生產(chǎn)廠家要?jiǎng)?wù)必有“砂石整形機(jī)”配套生產(chǎn)線，只要解決了顆粒的球形度問題，其它問題都相對(duì)較好解決，如級(jí)配問題可以搭配天然細(xì)砂，淡化的細(xì)海砂；含泥量高的問題，可以通過破碎前或破碎后水洗的辦法解決；石粉的多少問題，在生產(chǎn)線就可以有足夠手段控制其含量。
  住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部和工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)文住房城鄉(xiāng)建設(shè)部工業(yè)和信息化部關(guān)于推廣應(yīng)用高性能混凝土的若干意見”，要求各級(jí)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門、工業(yè)和信息化主管部門要加強(qiáng)推廣高性能混凝土的應(yīng)用，目前來看，推廣應(yīng)用高性能混凝土的關(guān)鍵在機(jī)制砂石，機(jī)制砂石質(zhì)量提高的關(guān)鍵在于提高其顆粒球形度和控制其本身的含泥量。因此，國內(nèi)的相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)廠家需要進(jìn)一步加大研發(fā)力度，優(yōu)化機(jī)制砂石生產(chǎn)線的布局，在提高砂石顆粒球形度、減少含泥量和控制石粉含量上下功夫，相信在不久的將來，我國的機(jī)制砂石行業(yè)一定可以通過科技進(jìn)步，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的混凝土骨料，來滿足國家各行各業(yè)的建設(shè)工程。